Mengapa Temuan Einstein Begitu Penting?

Oleh Kim Michaels

Mengapa penemuan Albert Einstein ini begitu penting? Untuk memahami ini, Anda perlu memiliki sedikit informasi tentang latar belakangnya. Sebelum Einstein, para ilmuwan percaya bahwa alam semesta dibuat dari dua unsur yang berbeda secara mendasar, yaitu materi (yang dianggap dibuat dari partikel yang tidak terbagi) dan energi (dianggap dibuat dari gelombang). Materi dan energi ini berinteraksi untuk membentuk jagad material, tetapi mereka tidak bercampur (yang satu tidak bisa diubah menjadi yang lain). Diantara para ilmuwan tersebut, tiba-tiba muncul seorang petugas paten sederhana (Einstein) yang datang dengan rumus sederhana, E = mc2, yang membuat pandangan dunia sebelumnya menjadi usang. Bahkan, Einstein membuktikan bahwa dualisme materi/energi telah salah selama ini.

Formula Einstein (dan percobaan yang tak terhitung jumlahnya telah membuktikan rumus tersebut) bahwa materi dapat diubah menjadi energi dan sebaliknya. Anda mungkin telah belajar bahwa reaksi nuklir mengkonversi materi (uranium) menjadi energi. Namun, pernyataan ini tidak sepenuhnya benar. Pada kenyataannya, reaksi nuklir hanya membebaskan energi yang sudah tersimpan dalam atom Uranium. Mengapa energi tersebut bisa tersimpan di dalam atom? Karena atom itu terbuat dari energi!

Perjalanan ke Materi

Konsekuensi dari itu rumus Einstein adalah bahwa semua materi terbuat dari energi. Untuk mendapatkan ide visual fakta yang agak abstrak ini, bayangkan bahwa Anda memulai perjalanan ke dalam level yang lebih dalam dari materi. Anda mulai dari permukaan, dan pada tingkat ini besi tampak padat. Namun, Anda mengetahui bahwa materi tersusun dari blok bangunan yang lebih kecil, yang disebut molekul. Ketika Anda masuk ke tingkat molekuler, Anda melihat bahwa blok materi padat dibuat dari banyak potongan-potongan kecil dan ada ruang terbuka di antara molekul-molekul tersebut.

Namun, molekul bukanlah dasar blok bangunan atau akhir dari materi. Molekul terbuat dari kombinasi beberapa blok bangunan yang lebih kecil, yang disebut atom. Ketika Anda melompat ke tingkat atom, Anda menyadari bahwa ada banyak ruang kosong di antara atom-atom yang membentuk molekul. Selanjutnya, Anda menyadari bahwa atom tidak kokoh. Sebagian besar atom adalah ruang kosong. Memiliki inti, yang dari kejauhan tampak padat, dan kemudian sejumlah elektron yang mengorbit di sekitar inti, seperti planet mengelilingi matahari (atau setidaknya ini adalah bagaimana kebanyakan orang memvisualisasikan atom). Sebelum Einstein, para ilmuwan percaya bahwa berbagai jenis atom (108 tepatnya) dibuat dari hanya tiga jenis partikel. Partikel-partikel Dasar ini diduga akan membangun blok terkecil dari materi yang tidak dapat dibagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil lagi. Hal ini justru adalah keyakinan yang dihancurkan Einstein!

Partikel Atau Gelombang

Formula Einstein membuktikan bahwa apa yang sebelumnya dianggap sebagai blok bangunan terkecil dari materi, partikel-partikel dasar, ternyata bisa dipecah lagi. Dengan kata lain, mereka tidak hanya sangat kecil, seperti bola biliar padat. Mereka bahkan bisa dipecah menjadi komponen yang lebih mendasar atau lebih kecil, dan ketika kita melakukannya, kita bergerak melampaui alam materi dan menjadi sebuah dunia di mana semuanya adalah energi! Berdasarkan temuan Einstein, sekelompok ahli fisika yang berpikiran terbuka mengembangkan Mekanika Kuantum. Cabang ilmu pengetahuan baru ini mengkaji tingkat yang paling mendasar dari materi, yaitu partikel sub-atom.

Fisika Quantum dengan cepat menemukan fenomena yang sangat menarik yang bertentangan total dengan pandangan dunia yang berbasis indera kita. Indra kita memang dirancang untuk mendeteksi kontras dan perbedaan. Dengan kata lain, indra kita melihat sesuatu sebagai bulat atau persegi, padat atau cair. Materi adalah padat, dan energi adalah cair, karena itu materi dan energi berbeda. Fisika Quantum menemukan bahwa partikel sub-atomik bisa muncul baik sebagai partikel maupun sebagai gelombang. Dengan kata lain, mereka tampaknya memiliki sifat ganda, dan ini disebut dualitas gelombang/partikel. Fenomena ini ditemukan pada tahun 1920, dan memiliki beberapa implikasi yang sangat menarik.

Realitas Tergantung Pada Pengamat

Fisikawan Quantum telah menunjukkan (melalui percobaan yang tak terhitung jumlahnya) bahwa apa yang kita sebut partikel sub-atomik dapat berperilaku baik sebagai gelombang maupun partikel. Apakah mereka berperilaku sebagai satu atau yang lain, tampaknya tergantung pada bagaimana kita ingin mengamati mereka. Dengan kata lain, jika seorang fisikawan sedang mencari sebuah partikel, entitas sub-atomik berperilaku sebagai sebuah partikel. Jika fisikawan sedang mencari gelombang, entitas sub-atomik berperilaku sebagai gelombang.

Hal ini menyebabkan ahli fisika menyimpulkan bahwa pengamatan ilmiah adalah produk dari tiga faktor: [1] Fenomena yang diamati (entitas subatomik). [2] Instrumen yang digunakan untuk membuat pengamatan. [3] Kesadaran dari ilmuwan yang membuat pengamatan. Ketiga faktor ini bergabung membentuk apa yang para ilmuwan sebut “situasi pengukuran keseluruhan.” Pengamatan adalah produk dari ketiga faktor, termasuk kesadaran pengamat. Dengan kata lain, kesadaran dari ilmuwan mempengaruhi pengamatan! Kesimpulan ini telah diterima oleh sebagian besar fisikawan. Sayangnya, kebanyakan ilmuwan menghindari berpikir tentang konsekuensi filosofis dari fakta eksperimental yang divalidasi ini. Konsekuensi tersebut sangat menakjubkan, dan itu memaksa kita untuk memikirkan kembali setiap aspek dari pandangan dunia kita saat ini.